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Botánica: diversidad Organismos tradicionalmente estudiados por los botánicos: plantas, algas y hongos


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Botánica: diversidad

Organismos tradicionalmente estudiados por los botánicos: plantas, algas y hongos

Sistema de clasificación (Ap. C)

Botánica: diversidad (Ap. C)

  • Código internacional de nomenclatura (2012)

  • Algas (incl. cianobacterias)

  • Reino Protista + Dom. Bacteria

  • Hongos (R. Fungi + R. Protista)

  • Plantas verdaderas (R. Plantae)

Terminaciones ≥ familia

17: Virus y procariotas

  • → BIOL 3770 (Microbiología)

  • Virus: herramientas y patógenos de plantas: PROC …

  • Procariotas

  • Dominios Archaea y Bacteria

Archaea: Thermus aquaticus

Dominio Bacteria

  • Herramientas y patógenos de plantas: PROC …

  • Agrobacterium, plásmidos, enzimas de restricción, etc.

  • Rhizobium: fijación biológica de nitrógeno + cianobacterias

Cianobacterias

  • Organismos ambirregnales

  • ICN: División Cyanophyta

Cianobacterias

  • Unicelulares, coloniales o filamentosas, de agua dulce o marinas + líquenes

  • Afloramientos y toxinas

  • Teoría de endosimbiosis …

  • Lab 2: Gloeocapsa, Anabaena

Cianobacterias: Anabaena

18: Algas (eucarióticas)

  • Reino Protista: 6 divisiones …

  • Euglenophyta, Dinophyta (Pyrrophyta), Bacillariophyta, Phaeophyta, Rhodophyta, Chlorophyta

  • Pigmentos, habitáculo, forma …

Divisiones (filos) de algas

Evolución de plastidios

Algas unicelulares – coloniales

  • División Euglenophyta (euglenoides)

  • División Dinophyta o Pyrrophyta (dinoflagelados)

  • División Bacillariophyta (diatomeas)

División Euglenophyta

División Dinophyta

Dinophyta: dinoflagelados

  • Componente del fitoplancton

  • Zooxantelas en corales, etc.

  • Afloramientos (marea roja) y toxinas (ciguatera)

  • Bioluminiscencia

Toxicidad de algas

Bioluminiscencia en Vieques !

División Bacillariophyta

  • Diatomeas

  • Sílice → diatomita

  • Fitoplancton

  • Diversidad y relaciones …

Algas ± multi- o pluricelulares

  • División Phaeophyta (algas pardas)

  • División Rhodophyta (algas rojas)

  • División Chlorophyta (algas verdes) !

División Phaeophyta

  • Todas multicelulares

  • Sargassum, Padina

  • Algina o ácido algínico

División Rhodophyta

  • Diversidad, en Puerto Rico !

  • Productos: agar, carragenina, nori → “sushi” …

División Chlorophyta

  • Diversidad morfológica, de especies, de habitáculo …

  • Antepasados de las plantas …

  • Ciclos de vida representativos

  • Chlamydomonas, Oedogonium

Ciclos de vida

  • Cigótico, gamético, espórico

  • Repaso al final de la sección de diversidad ☻ …

  • Esporangio asexual vs. sexual

  • Gametangios, uni- vs. bisexual

Ciclo de vida cigótico

  • Ciclo de vida haplobióntico haploide: repaso después ☻

  • Chlamydomonas (unicelular, isogámico) vs. Oedogonium (filamentoso, oogámico)

  • Oogonio (♀) vs. anteridio (♂)

Chlamydomonas

Oedogonium

Volvox, Ulva

Antepasados de las plantas …

Reino Protista: “hongos”

  • División Myxomycota (mixomicetos, hongos o mohos mucilaginosos)

  • División Oomycota (oomicetos u hongos huevo)

División Myxomycota

  • Plasmodio

División Oomycota

  • Oospora

  • Saprolegniales

  • Saprolegnia

  • Gamético, haplobióntico diploide ☻

División Oomycota

  • Esporangio

  • Oogamia

  • Gametangios

  • Oogonio (♀)

  • Anteridio (♂)

  • Laboratorio 10

División Oomycota

  • Orden Peronosporales

  • Plasmopara viticola

  • Phytophthora infestans

19: Hongos verdaderos

  • Reino Fungi o Mycota

  • Divisiones Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota

  • Deuteromicetos, asociaciones simbióticas: líquenes, etc.

Hongos: estructura

  • Hifas, micelio

  • Septo vs. cenocítico

  • Pared celular de quitina: Reino Fungi

Alimentación, reproducción

  • Saprofitos, saprobios, parásitos (patógenos), depredadores

  • Anamorfa (zoospora, conidio) vs. teleomorfa

  • Di- (hetero-) cariótico (n + n)

Hongos: funciones e impactos

División Chytridiomycota

  • Células móviles (flageladas), a diferencia de los otros hongos verdaderos

División Zygomycota

  • Rhizopus

  • Cigospora

  • Cigótico, haplobióntico haploide ☻

  • Isogamia, cepas

División Ascomycota

  • Ascospora, asca, ascocarpo

  • Levaduras, Claviceps / centeno

  • Cornezuelo, ergotismo, brujería

División Ascomycota

  • Peziza

  • Etapa dicariótica (n + n), plasmogamia vs. cariogamia

  • Conidios …

Ascomicetos de Puerto Rico

Deuteromicetos

  • “Hongos imperfectos”

  • Aspergillus, Penicillium

  • Conidios, ADN …

División Basidiomycota

División Basidiomycota

Homobasidiomicetos

  • Clase Basidiomycetes

  • Coprinus

  • Basidiospora, basidio, basidiocarpo

Homobasidiomicetos

  • Fase dicariótica (n + n) (muy) larga

  • Esterigma

  • Setas comestibles vs. tóxicas

Homobasidiomicetos de PR

Homobasidiomicetos de PR

Heterobasidiomicetos

  • Clases Teliomycetes, Ustilagomycetes

  • Hongo autoico vs. heteroico

  • PROC …

Asociaciones simbióticas

  • Micorrizas – Cap. 4, Lab 3

  • Líquenes (crustoso, folioso, fruticoso) – Laboratorio 10

  • Asociaciones con insectos, etc.

  • Hormigas cortadoras de hojas

Asociaciones simbióticas

Agradecimiento

  • Dra. Sandra Maldonado Ramírez

  • Por las fotos y la información micológica …

Botánica: diversidad

Organismos tradicionalmente estudiados por los botánicos: hongos, algas y plantas

Sistema de clasificación (Ap. C)

Botánica: diversidad (Ap. C)

  • Hongos (R. Fungi + R. Protista)

  • Algas (incl. cianobacterias)

  • Reino Protista + Dom. Bacteria

  • Plantas verdaderas (R. Plantae)

Terminaciones ≥ familia

Reino Plantae (10–12 “filos”)

  • Algas verdes …

  • Briofitos

  • Licofitos

  • Pteridofitos

  • Gimnospermas

  • Angiospermas

20: Briofitos: Laboratorio 11

Briofitos: musgos, hepáticas …

  • Hepatophyta: ~ 6,000 especies (mundial) / 232 (Puerto Rico)

  • Folioso vs. taloso: Marchantia

  • Anthocerophyta: ~ 100 / 7

  • Bryophyta: ~ 9,250 / 287

  • Sphagnum: turba (“peat moss”)

Dra. Inés Sastre De Jesús

Briofitos y su origen …

Briología: BIOL 5016

  • Rizoides, hidroides y leptoides, gametofito vs. esporofito, protonema, gametangios (arquegonio ♀ vs. anteridio ♂) vs. esporangio (cápsula), reproducción asexual …

Ciclo de vida espórico

Hepáticas talosas vs. foliosas

Marchantia: Copa de gémulas

Marchantia: Ciclo de vida

Traqueofitos

  • Plantas vasculares criptogámicas: Laboratorio 11

  • Licofitos y pteridofitos

  • Plantas fanerogámicas: Laboratorio 12

  • Gimnospermas y angiospermas

21: Licofitos y pteridofitos

Licofitos y pteridofitos: fósiles

Microfilas vs. megafilas

Licofitos (existentes)

  • Lycophyta: 900 – 1,200 / 24

  • Lycopodium s.l.

  • Selaginella

  • Isoetes

Pteridofitos (existentes)

  • Psilo(to)phyta: varias especies, una en PR: Psilotum nudum

  • Sphenophyta (Equisetum): ~ 15

  • Pterophyta (helechos diversos): ≥ 11,000 especies / 385 (en PR)

Pteridofitos (existentes)

Div. Pterophyta: diversidad

  • Helechos “primitivos”, “verdaderos”, acuáticos …

  • Fronde (m.) o fronda, “rabo de mono”, pinna, soro, indusio, anillo, protalo …

Div. Pterophyta: diversidad

Helecho verdadero: c.d.v. …

Helechos: soros, indusios …

Evolución de la heterosporia

  • Homo- vs. heterosporia

  • Esporofila, esporangio, espora

  • Mega- vs. micro- …

  • Desarrollo del gametofito

  • Exospórico vs. endospórico

Lycopodium vs. Selaginella

Selaginella: heterosporia …

Lico- y pteridofitos: resumen

Plantas fanerogámicas

  • Gimnospermas

  • Semillas “desnudas”

  • Angiospermas

  • Semillas en envases (frutos)

22: Gimnospermas: Lab 12

Gimnospermas: ciclo de vida

Gimnospermas: divisiones

  • Cycadophyta: 140 – 150 / 1 – 5

  • Zamia (marunguey)

  • Ginkgophyta: monotípico (1)

  • Ginkgo biloba

  • No representada en Puerto Rico

Cycadophyta, Ginkgophyta

Gimnospermas: divisiones

  • Coniferophyta o Pinophyta: ~ 550 en ~ 50 géneros / 1

  • Podocarpus coriaceus, Pinus

  • Bosque boreal o taiga

  • → Madera, papel, resinas …

  • Más información en el texto …

Coniferophyta o Pinophyta

Coniferophyta o Pinophyta

  • Pinus longaeva o Pinus aristata

  • Sequoia sempervirens

  • Sequoiadendron giganteum

Gimnospermas: divisiones

  • Gnetophyta: ~ 70 especies

  • Gnetum

  • Ephedra → efedrina

  • Welwitschia mirabilis

  • No representada en Puerto Rico

División Gnetophyta

Pinus (pino): ciclo de vida

23: Angiospermas: Lab 12

División Magnoliophyta …

  • Importancia económica

  • Evolución y clasificación

  • Ventajas: polinización, etc.

  • Diversidad: familias …

  • Ciclo de vida típico …

Angiospermas: uso humano

Angiospermas: evolución

Angiospermas: ventajas

Angiospermas: ~ 250,000 …

  • División Magnoliophyta …

  • Clase Magnoliopsida (dicotiledóneas): ~ 165,000 / ~ 2,000

  • Clase Liliopsida (monocotiledóneas): ~ 65,000 / ~ 700+

  • Diferencias …

Angiospermas: clasificación

Angiospermas: familias

Angiospermas: ciclo de vida

Angiospermas: ciclo de vida

  • Saco embrionario

  • Huevo, 2 sinérgidas, 3 células antipodales, 2 núcleos polares

  • Fecundación doble → núcleo endospérmico primario (3n), dos tegumentos, etc. …

Repaso de diversidad, c.d.v.

  • Cianobacterias + algas eucarióticas, “hongos”

  • Plantas criptogámicas y fanerogámicas

  • Repaso de los ciclos de vida

Ecología vegetal

Estudio de las plantas en su medio ambiente: a nivel global, regional, local …

Ecología vegetal

  • Otros cursos disponibles …

  • BIOL 3125 (Princ. de Ecología)

  • AGRO 4026 (Ecol. de Cultivos)

  • Otras experiencias …

  • Asociaciones estudiantiles, etc.

Ecología vegetal

  • οικος = hogar + λογος …

  • Ecología (1869): estudio de los organismos en su medio ambiente: abiótico vs. biótico

  • Laboratorio 13

Estudios ecológicos

  • Diseño experimental, muestreo, análisis estadístico de datos

  • Localización, documentación

  • Laboratorio 13 …

Muestreo: cuadrante, transecto

Localización, documentación

24: Ecología vegetal y biosfera

  • Factores abióticos

  • Climáticos (luz, humedad, temperatura, viento) vs. edáficos (suelo) + otros (fuego) …

  • Perturbaciones …

El Niño vs. La Niña …

Efectos de latitud (vs. altitud)

Biosfera y sus componentes

  • Organismo – población – comunidad – ecosistema – biosfera (litosfera, hidrosfera, atmósfera)

Biosfera y sus componentes

  • Biosfera: –200 m a +6,000 m snm

  • Ecosistema: unidad funcional de estudios en la ecología

Reinos biogeográficos

Biomas (tipos de vegetación)

  • Alejandro von Humboldt …

  • Divisiones terrestres más grandes del mundo

  • Reconocidos por su vegetación y su vida animal distintivas

Biomas (tipos de vegetación)

  • Factores determinantes

  • Condiciones climáticas

  • Temperatura

  • Precipitación

  • Altitud …

Efecto de altitud (vs. latitud)

Biomas terrestres (Lab 13)

Tipos de biomas o vegetación

Tipos de biomas o vegetación

  • Tundra, bosque boreal o taiga, bosque templado deciduo o caducifolio, bosque o selva tropical, pradera / estepa / pampas, sabana, chaparral, desierto → Laboratorio 13

Tipos de biomas o vegetación

Tipos de biomas o vegetación

Bosque deciduo: estaciones

Biomas acuáticos

Biomas acuáticos

25: Ecosistemas, componentes

  • Dinámica y función

  • Poblaciones e interacciones bióticas

  • Ecología de comunidades y ecosistemas, impacto humano

Ecología poblacional

  • Distribución, abundancia, dispersión, demografía

  • Fenología, polinización, sistema reproductivo, dispersión, germinación, establecimiento

Ecología poblacional

  • Plantas raras y en peligro de extinción

Distribución en el espacio

Distribución por edades

Curvas de supervivencia

Crecimiento poblacional

Interacciones bióticas

  • Positivas, neutrales, negativas

  • Mutualismo, simbiosis

  • Comensalismo

  • Depredación, parasitismo, etc.

  • Competencia

Interacciones bióticas

Exclusión competitiva

Comunidades y ecosistemas …

  • Habitáculo vs. nicho

  • Generalizado vs. específico

  • Efectos de alteración, destrucción, especies exóticas, etc.

  • Equivalentes ecológicos

  • Especies dominantes, claves

Sucesión ecológica primaria

Sucesión ecológica secundaria

Ecosistemas: flujo de energía

  • Productividad primaria

  • Cadenas y redes alimentarias

  • Pirámides ecológicas

  • Niveles tróficos

  • Magnificación biológica

Productividad primaria

Cadenas y redes alimentarias

Pirámides ecológicas

Niveles tróficos: usu. 4-5 …

  • Productores, consumidores (herbívoros, carnívoros)

  • Descomponedores, detrito

Magnificación biológica

Ciclos biogeoquímicos: H2O

Ciclos biogeoquímicos: C

CO2↑ → calentamiento global

Ciclos biogeoquímicos: N

El Caribe y las Antillas

Puerto Rico, Caribe: Lab 13

  • Plantas nativas, endémicas, introducidas, naturalizadas, persistentes, cultivadas

  • Topografía: Lago Enriquillo (–40 m), Pico Duarte (+3,087 m), Cerro de Punta (+1,338 m)

Antillas: habitáculos diversos

Antillas: habitáculos, factores

Antillas: vegetación y flora …

Antillas: flora y fauna diversa

Puerto Rico: vientos alisios

Puerto Rico: factores …

  • Precipitación: Luquillo (hasta 5 m) vs. Guánica (75-80 cm)

  • Factores edáficos: suelos volcánicos (Toro Negro, Luquillo, Carite, Guilarte) vs. caliza (Guánica, Guajataca, Río Abajo, Cambalache) vs. serpentina (Maricao, Susúa) vs. arena silicia (Laguna Tortuguero)

Holdridge: zonas de vida

Holdridge: zonas de vida

26: Biología de conservación

  • Biodiversidad: habitáculos, especies, germoplasma

  • Conservación y uso sostenible de los recursos naturales

  • Calidad de la vida humana

  • Ahora y en el futuro …

Crecimiento poblacional

Prácticas, germoplasma

Retos globales y locales …

  • Fuego, recursos de agua, contaminación (agua, aire, etc.), calentamiento global + impactos, capa de ozono, lluvia ácida + erosión del suelo, etc.

Especies invasoras …

Retos globales y locales …

  • Pérdida de biodiversidad

  • Destrucción / alteración / fragmentación de habitáculos, a nivel masivo o muy local …

  • Extinción de especies …

  • Pérdida de germoplasma …

Restauración ecológica

Puntos calientes …

Clasificación filogenética …

  • La filogenia molecular

  • Árbol filogenético

  • Organismos eucarióticos estudiados …

Clasificación filogenética

Evolución de plastidios

Escala de tiempo geológico

BIOL 3435: página de internet

  • http://academic.uprm.edu/ ~dkolterman/biol3435/

  • Recursos diversos, útiles …

  • Hoja de repaso para el Examen Final



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